JPWO2014141428A1 - 永久磁石埋込型電動機及び圧縮機 - Google Patents

Abstract

永久磁石埋込型電動機５０は、回転子１の回転子鉄心１２に形成された複数の磁石収容孔１３それぞれに挿入された複数の永久磁石１４を備え、磁石収容孔には、一対の微小突起部７と、一対の大突起部８と、一対の反磁界逃がし１０とが形成され、永久磁石は、一対の微小突起部に挟まれ、微小突起部は、径方向内側に向かって突出して永久磁石の対応する端面と面接触し、大突起部は、微小突起部よりも外側に設けられて磁石収容孔の内側画定ライン側に延びており、微小突起部の高さ寸法Ｔｂ＜大突起部の高さ寸法Ｔａである。

Description

本発明は、永久磁石を回転子鉄心の内部に埋め込んだ永久磁石埋込型電動機、及び、それを備えた圧縮機に関するものである。

近年、省エネ意識の高まりから、残留磁束密度の高いＮｄ・Ｆｅ・Ｂ系の希土類永久磁石を回転子に用いることによって高効率化を実現した永久磁石型モータが多く提案されている。

特に、冷凍・空調機器に用いられる圧縮機用の電動機には、回転子鉄心内部に永久磁石を埋め込んだ永久磁石埋込型電動機が多く用いられている。回転子鉄心の内部には、複数の永久磁石を埋め込むための複数の磁石収容孔が設けられている。これら磁石収容孔には、永久磁石を埋め込んだ際に磁石の短絡磁束を抑制するため、磁石収容孔の長手方向の両端部には、フラックスバリヤーと呼ばれる空間部が設けられている。また、磁石挿入孔には、磁石の配置位置を確定するための位置決め用突起部が設けられている。突起部は、磁石の長手方向の両端部において、当該磁石と面接触する構造となっている。

例えば、特許文献１に開示された永久磁石埋込型電動機の回転子は、永久磁石を収納する複数の孔部を有する高透磁率薄鉄板を積層した回転子鉄心と、孔部に収納保持された複数の永久磁石とを備え、前記孔部の両端に打ち抜き逃がしを設け、回転子鉄心と永久磁石との面接触により当該永久磁石が固定されている。

特許文献２に開示された永久磁石埋込型電動機の回転子は、複数の磁石挿入孔と、磁石挿入孔の略中央部に挿入される永久磁石と、減磁抑制用突起部とを備えている。磁石挿入孔はそれぞれ、回転子鉄心の外周縁に沿って設けられ、磁石挿入孔の両端部の外周側と回転子鉄心の外周縁との間には、所定の径方向寸法の外周薄肉部が形成されている。減磁抑制用突起部は、磁石挿入孔の永久磁石が挿入されない両端部の空間において、磁石挿入孔の外周側もしくは内周側から永久磁石より所定の距離離れて突出する。そして、減磁抑制用突起部と磁石挿入孔との最短距離が、磁石挿入孔の径方向の幅よりも小さくなるように構成されている。

特許文献３に開示された永久磁石埋込型電動機の回転子は、磁石挿入孔の極間鉄心部側の外径側端部に、径方向内側に突出する第１の磁石止め部が形成されており、磁石挿入孔の磁石挿入孔間鉄心部側の外径側端部に、径方向内側に突出する第２の磁石止め部が形成されている。

また、従来の電動機のなかには、圧縮機の高温雰囲気中で電動機を動作させるため、高温時に希土類磁石が減磁するのを防止すべく、ジスプロシウム（Ｄｙ）を多く添加し、Ｊ保磁力を大きくしていた。特にＧＷＰ（地球温暖化係数）の小さいＲ３２冷媒を用いた場合、従来の４１０Ａ冷媒に比べ圧縮機の温度が１０℃以上上昇するため、Ｄｙの添加量を増やして、Ｊ保磁力を大きくしていた。

例えば、特許文献４に開示された圧縮機は、密閉ケーシングの内部にブラシレスＤＣモータおよび圧縮機本体を互いに同心に設けるとともに、圧縮機本体によって吸入、圧縮、吐出が行われる冷媒として、Ｒ３２単体、またはＲ３２リッチ混合冷媒を採用し、希土類磁石のＪ保磁力を２３ｋＯｅ以上に設定していた。

特開２００７−１５９２８１（主に図２参照） 特開２０１２−２１００４０（主に図１０参照） 特開２００９−２４７１３１（主に図１参照） 特開２００１−１１５９６３（主に図１２参照）

しかしながら、上記特許文献１に示される永久磁石埋込型電動機は、固定子の巻線が作る反磁界（永久磁石の作る磁束に対して逆向きの磁束）が回転子へ印加された場合、磁石の透磁率は空気とほぼ等しく磁束が通りにくいため、磁束は磁気抵抗の小さい方向へ流れようとする。この際、反磁界は、空間距離のもっとも小さい磁石外周側の角部近傍から磁石側面の面接触部へ集中して通過するため、磁石外周側の角部近傍が減磁し、トルクの低下を招くという課題があった。

また、上記特許文献２に示される永久磁石埋込型電動機では、減磁抑制用突起部と磁石挿入孔との最短距離が、磁石挿入孔の径方向の幅よりも小さくなるように構成されているため、減磁抑制用突起部から磁石固定用突起部へ反磁界が流れる。この際、磁石固定用突起部と近接する磁石の角部近傍が減磁し、トルクの低下を招くという課題があった。

また、上記特許文献３に示される永久磁石埋込型電動機では、永久磁石を、内径側と外径側とに分割した場合に、永久磁石と磁石挿入孔との接触可能な表面積が内径側よりも外径側が広くなるように構成されているため、磁石の外径側の角部近傍を経由して磁石挿入孔の内径側へ反磁界が流れ、磁石の外径側の角部近傍が減磁し、トルクの低下を招くという課題があった。

さらに、上記特許文献４に示される圧縮機では、冷媒としてＲ３２を用い、磁石の減磁耐力を確保するためにＪ保磁力を２３ｋＯｅ以上に設定していたため、希土類磁石に添加するジスプロシウム（Ｄｙ）が増え、コスト高となっていた。また、Ｄｙを多く添加することで、磁石の残留磁束密度（Ｂｒ）が低下し、効率の低下を招いていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、磁石の位置決めを確実にしつつ、磁石の角部近傍の減磁耐力を改善した永久磁石埋込型電動機を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため、本発明の永久磁石埋込型電動機は、回転子と、空隙を隔てて前記回転子と対向するように設置された固定子と、前記回転子の回転子鉄心に形成された複数の磁石収容孔それぞれに挿入された複数の永久磁石とを備え、前記磁石収容孔それぞれの外側画定ラインの両端には、一対の微小突起部と、一対の大突起部と、一対の反磁界逃がしとが形成されており、前記永久磁石はそれぞれ、対応する一対の微小突起部に挟まれるように配置されており、前記微小突起部はそれぞれ、径方向内側に向かって突出して、前記磁石収容孔に挿入された前記永久磁石の対応する端面と面接触し、前記大突起部はそれぞれ、対応する前記微小突起部よりも外側に設けられ、前記磁石収容孔の内側画定ライン側に延びており、前記大突起部及び前記微小突起部は、該大突起部の高さ寸法Ｔａ、該微小突起部の高さ寸法Ｔｂとしたとき、Ｔｂ＜Ｔａとなるように構成されている。

本発明によれば、磁石の位置決めを確実にしつつ、磁石の角部近傍の減磁耐力を改善した永久磁石埋込型電動機を提供することができる。

本発明の実施の形態１に係る永久磁石埋込型電動機の断面図である。 図１に示される回転子鉄心の断面図である。 図２に示される回転子鉄心の極間付近の部分拡大図である。 図２の回転子鉄心に希土類磁石を収容した回転子の断面図である。 反磁界による磁束の流れを示す概念図である。 本発明の実施の形態２に関する、図２と同態様の図である。 本実施の形態２に関する、図３と同態様の図である。 本実施の形態２に関する、図４と同態様の図である。 本実施の形態２に関する、図５と同態様の図である。 本発明の実施の形態３に関し、永久磁石埋込型電動機を搭載したシリンダロータリ圧縮機の縦断面図である。

以下、本発明に係る永久磁石埋込型電動機の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。なお、図中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る永久磁石埋込型電動機の断面図であり、図２は、図１に示される回転子鉄心を示す断面図であり、図３は、図２の回転子鉄心の極間部付近を示した部分拡大図、図４は、図２の回転子鉄心にＮｄ・Ｆｅ・Ｂ系の希土類磁石を収容した状態の断面図である。なお、図１〜図４は、後述する回転子の回転軸を垂線とする面を紙面としている。また、図３では、図中に示す説明のための線の明瞭性を優先し、ハッチングは省略する（後述する図５、図７及び図９も同趣旨）。

図１において、本発明の実施の形態に係る永久磁石埋込型電動機５０は、円環状の固定子１と、回転子１００とを備えている。固定子１は、環状を成す固定子鉄心２と、この固定子鉄心２の内周部において周方向（回転子の回転軸を垂線とする面における当該回転軸を中心とする円周の方向、回転子１００の回転軌跡方向）に等角ピッチで形成された複数のスロット３と、各スロット３に収容されたコイル４とを有している。

固定子１の内周側には、回転子１００が回転可能に配設され、回転子１００（回転子鉄心１２）の外周面１５と固定子１の内周面１ａとの間には、円筒状の空隙５が形成されている。なお、図１に示される固定子１は、一例として分布巻の固定子であるが、集中巻の固定子であってもよい。

一方、回転子１００は、主たる構成として、回転軸１１と、回転子鉄心１２と、複数の永久磁石１４とを有している。回転軸１１には、駆動源から回転エネルギーが伝達され、かかる回転エネルギーによって、回転軸１１の周囲に設けられている回転子鉄心１２が、回転される。回転子鉄心１２と回転軸１１とは、例えば焼嵌および圧入等により連結されている。

さらに、図２及び図３を参照して、回転子の詳細を説明する。図２及び図３には、永久磁石１４を収容する前の回転子鉄心１２が示されている。回転子鉄心１２は、金型で所定形状に打ち抜いたケイ素鋼板（構成板）を、回転軸１１の延びる方向（図２の紙面表裏方向）に複数枚積層して製作される。回転子鉄心１２の外周面１５は、円筒状に形成されている。

回転子鉄心１２には、周方向に沿って並べられた６つの磁石収容孔１３が形成されている。６つの磁石収容孔１３は、同一形状をなしている。また、６つの磁石収容孔１３はそれぞれ、均等な角度範囲にわたって広がっており、また、磁石収容孔１３の各部の径方向の位置も、６つの磁石収容孔１３において同一な態様となっている。

磁石収容孔１３はそれぞれ、図２の紙面において、径方向（回転子の回転軸を垂線とする面における当該回転軸を中心とする半径の方向）でいう外側画定ライン１３ａと、内側画定ライン１３ｂと、一対のエンドライン１３ｃとを有している。一対のエンドライン１３ｃは、回転子鉄心１２の外周面１５の近傍において外側画定ライン１３ａの端部と、内側画定ライン１３ｂの端部とを結んでいる。

回転子鉄心１２は、回転子鉄心１２の外周面１５と、各磁石収容孔１３のエンドライン１３ｃそれぞれとの間に、外周薄肉鉄心部６を含んでいる。

このように回転子鉄心１２を構成することによって、磁石収容孔１３の両端部（エンドライン１３ｃ）付近の磁気抵抗を大きくすることができる。これにより、磁石の短絡磁束を低減でき、高トルク化が実現できる。

磁石収容孔１３それぞれの外側画定ライン１３ａの両端には、一対の微小突起部７と、一対の大突起部８と、一対の反磁界逃がし１０とが形成されている。一対の微小突起部７は、径方向内側に向かって突出する。これら微小突起部７は、永久磁石１４が周方向にずれるのを防止する位置決めの機能と、固定子１の巻線の作る反磁界が永久磁石１４の角部を通過するのを阻止する機能とを備える。

微小突起部７の高さは、永久磁石１４を挿入した際に、永久磁石１４の長手方向の端面１４ａと微小突起部７の側面７ａとが面接触する寸法が確保されている。面接触部分は、永久磁石１４の寸法公差の下限において、永久磁石１４の位置ずれを防止できる寸法が確保されていればよい。本例では、およそ０．５ｍｍ程度である。

さらに、外側画定ライン１３ａにおいて微小突起部７よりも外側（永久磁石１４から離れる側、エンドライン１３ｃ側、極間部側）には、大突起部８が設けられている。大突起部８は、磁石収容孔１３の内側画定ライン１３ｂ側に延びている。一例として、本実施の形態１では、大突起部８は、内側画定ライン１３ｂと直交するように当該内側画定ライン１３ｂに向かって延びている。

微小突起部７と大突起部８とは連続して連なる一体構造であり、二段構造となるよう構成される。

ここで、大突起部８の高さ寸法Ｔａ、微小突起部７の高さ寸法Ｔｂ、大突起部８の磁石長手方向でいう幅をＷａ、微小突起部の磁石長手方向でいう幅をＷｂとしたとき、Ｔｂ＜Ｔａ、且つ、Ｗａ＜Ｗｂとなるように構成される。なお、図３に示されるように、大突起部８の高さ寸法Ｔａ及び微小突起部７の高さ寸法Ｔｂは、図３の断面においてみて、磁石収容孔１３の外側画定ライン１３ａの仮想延長線ＶＬからの寸法である。

微小突起部７の内側（極中心側）には、微小突起部７と隣接して径方向外側に凸となる断面輪郭で構成された反磁界逃がし穴１０が設けられている。換言するならば、反磁界逃がし１０は、図３の断面においてみて、外側画定ライン１３ａの仮想延長線ＶＬよりも径方向外側に窪んでいる。かかる反磁界逃がし１０の存在により、永久磁石１４が磁石収容孔１３内に収容された状態で、永久磁石１４の両端の径方向外側の角部において、永久磁石１４と磁石収容孔１３の外側画定ライン１３ａとの非接触空間が確保される。

このように反磁界逃がし１０を設けることにより、固定子１の巻線の作る磁束が永久磁石１４の角部を通らずに微小突起部７を通るようになり、永久磁石１４の角部の減磁耐力を改善できる。

内側画定ライン１３ｂは、突起構造を含まない直線形状であり、極間部付近で外径側に屈曲部９を介して、対応する略Ｕ字状のエンドライン１３ｃにつながっている。

図４は、図２の回転子鉄心に希土類磁石を収容した断面図である。図４に示されるように、磁石収容孔１３それぞれには、対応する永久磁石１４が収容される。すなわち、回転子鉄心１２の磁極を構成する永久磁石１４は、回転子鉄心１２の周方向へ極数と同数だけ配置され、Ｎ極とＳ極とが交互になるように着磁されている。

また、永久磁石１４は、常温における残留磁束密度が１．２Ｔ以上、常温におけるＪ保磁力が２３ｋＯｅ未満のＮｄ・Ｆｅ・Ｂ系の希土類磁石である。磁石の形状は平板形状であり、永久磁石１４は一対の微小突起部７に挟まれるように配置される。

図５は、固定子巻線に大電流が流れた場合の固定子巻線の作る磁束の流れを示す概念図である。上述したように磁石収容孔１３に微小突起部７、大突起部８、反磁界逃がし１０を形成したことで、磁束１６は、図５に示されるように、回転子鉄心１２において、磁石収容孔１３の径方向外側の外側鉄心部１２ａを通り、永久磁石１４の径方向外側の角部を避け、微小突起部７を経由して大突起部８へ流れ込み、大突起部８から、磁石収容孔１３の径方向内側の内側鉄心部１２ｂを通り抜けていく。

以上に説明したように、本実施の形態１に係る永久磁石埋込型電動機によれば、微小突起部により磁石の位置決めを確実にしつつ、固定子巻線の作る反磁界は大突起部へ誘導させることができる。よって、永久磁石の意図しない動きは抑えながらも、永久磁石の角部の減磁を抑制でき、トルクの低下が少ない電動機を提供できる。また、希土類磁石に含まれるＤｙの使用量を削減できコスト低減効果も得ることができる。さらに、Ｄｙの使用量を削減することで、磁石の残留磁束密度が増加し、高トルク化を図ることもできる。

実施の形態２．
次に、図６〜図９を用いて、本発明に係る永久磁石埋込型電動機の実施の形態２について説明する。図６、図７、図８及び図９はそれぞれ、本実施の形態２に関する、図２、図３、図４及び図５と同態様の図である。

本実施の形態２の永久磁石埋込型電動機５０における回転子鉄心１１２もまた、金型で所定形状に打ち抜いたケイ素鋼板（構成板）を、回転軸１１の延在方向（図２の紙面表裏方向）に複数枚積層して製作される。回転子鉄心１１２の外周面１５は、円筒状に形成されている。

回転子鉄心１１２には、周方向に沿って並べられた６つの磁石収容孔１１３が形成されている。６つの磁石収容孔１１３は、同一形状をなしている。また、６つの磁石収容孔１１３はそれぞれ、均等な角度範囲にわたって広がっており、また、磁石収容孔１１３の各部の径方向の位置も、６つの磁石収容孔１１３において同一な態様となっている。

磁石収容孔１１３はそれぞれ、図６及び図７の紙面において、外側画定ライン１１３ａと、内側画定ライン１３ｂと、回転子鉄心１１２の外周面１５の近傍において外側画定ライン１１３ａの端部、及び、内側画定ライン１３ｂの端部を結ぶ一対のエンドライン１３ｃとを有している。

回転子鉄心１１２は、回転子鉄心１１２の外周面１５と、各磁石収容孔１１３のエンドライン１３ｃそれぞれとの間に、外周薄肉鉄心部６を含んでいる。

このように回転子鉄心１１２を構成することによって、磁石収容孔１１３の両端部（エンドライン１３ｃ）付近の磁気抵抗を大きくすることができる。これにより、磁石の短絡磁束を低減でき、高トルク化が実現できる。

特に図７によく示されているように、外側画定ライン１１３ａには、径方向内側に向かって突出する微小突起部１０７が設けられている。この微小突起部１０７は、永久磁石１４が周方向にずれるのを防止する位置決めの機能と、固定子１の巻線の作る反磁界が永久磁石１４の角部を通過するのを阻止する機能を備える。

微小突起部１０７の高さは、永久磁石１４を挿入した際に、永久磁石１４の長手方向の端面１４ａと微小突起部１０７の側面１０７ａとが面接触する寸法が確保されている。面接触部分は、磁石の寸法公差の下限において、永久磁石１４の位置ずれを防止できる寸法が確保されていればよい。本例では、微小突起部１０７の側面の高さが、およそ０．５ｍｍ程度である。

さらに、側画定ライン１１３ａにおいて微小突起部１０７よりも外側（永久磁石１４から離れる側、エンドライン１３ｃ側、極間部側）には、大突起部１０８が設けられている。大突起部１０８は、磁石収容孔１１３の内側画定ライン１３ｂ側に延びている。

微小突起部１０７と大突起部１０８とは連続して連なる一体構造であり、連続した滑らかな線で結ばれている。微小突起部１０７と大突起部１０８との一体構造は、全体として、磁石収容孔１１３の外側画定ライン１１３ａの仮想延長線ＶＬから、内側画定ライン１３ｂ側へと突出している。また、微小突起部１０７と大突起部１０８との一体構造の外形のラインは、図７の断面においてみて、側面１０７ａと、第１傾斜ライン１１７と、第２傾斜ライン１１９と、最突起端部１２１とによって形成されている。

第１傾斜ライン１１７は、極中心側から極間側へ向かうにつれ、高さ寸法が徐々に大きくなる向きに傾いている。第２傾斜ライン１１９は、第１傾斜ライン１１７よりもエンドライン１３ｃ側にあり、内側画定ライン１３ｂに近づくほど極間側へ位置する向きに傾いている。最突起端部１２１は、第１傾斜ライン１１７と第２傾斜ライン１１９との境界であり、鋭角状に尖っており、屈曲部９近傍を指向している。

微小突起部１０７の内側（極中心側）には、微小突起部１０７と隣接して径方向外側に凸となる断面輪郭で構成された反磁界逃がし穴１０が設けられている。かかる反磁界逃がし１０の存在により、永久磁石１４が磁石収容孔１１３内に収容された状態で、永久磁石１４の両端の径方向外側の角部において、永久磁石１４と磁石収容孔１１３の外側画定ライン１３ａとの非接触空間が確保される。

このように反磁界逃がし１０を設けることにより、固定子１の巻線の作る磁束が永久磁石１４の角部を通らずに微小突起部１０７を通るようになり、永久磁石１４の角部の減磁耐力を改善できる。

図８に示されるように、磁石収容孔１１３それぞれには、対応する永久磁石１４が収容される。すなわち、回転子鉄心１１２の磁極を構成する永久磁石１４は、回転子鉄心１１２の周方向へ極数と同数だけ配置され、Ｎ極とＳ極とが交互になるように着磁されている。

また、上述したように磁石収容孔１１３に微小突起部１０７、大突起部１０８、反磁界逃がし１０を形成したことで、磁束１６は、図９に示されるように、回転子鉄心１１２において、磁石収容孔１１３の径方向外側の外側鉄心部１１２ａを通り、永久磁石１４の径方向外側の角部を避け、微小突起部１０７を経由して大突起部１０８へ流れ込み、大突起部１０８から、磁石収容孔１１３の径方向内側の内側鉄心部１１２ｂを通り抜けていく。

また、以上に特に説明されていない部分については、本実施の形態２は、上述した実施の形態１と同様であるものとする。

以上のように構成された本実施の形態２によっても、上記実施の形態１と同様な利点が得られ、微小突起部により磁石の位置決めを確実にしつつ、固定子巻線の作る反磁界は大突起部へ誘導させることができる。よって、永久磁石の意図しない動きは抑えながらも、永久磁石の角部の減磁を抑制でき、トルクの低下が少ない電動機を提供できる。また、希土類磁石に含まれるＤｙの使用量を削減できコスト低減効果も得ることができる。さらに、Ｄｙの使用量を削減することで、磁石の残留磁束密度が増加し、高トルク化を図ることもできる。

さらに加えて、本実施の形態２においては、微小突起部と大突起部とは連続して連なるよりシンプルな形状の一体構造であり、連続した曲線で結ばれているため、ケイ素鋼板をプレス機で打抜く際の打抜き性が、より良好である。

実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３として、上述した永久磁石埋込型電動機を搭載したシリンダロータリ圧縮機について説明する。なお、本発明は、上述した実施の形態１及び２の何れかの永久磁石埋込型電動機を搭載した圧縮機を含むものであるが、圧縮機の種別は、ロータリ圧縮機に限定されるものではない。

図１０は、永久磁石埋込型電動機を搭載したシリンダロータリ圧縮機の縦断面図である。シリンダロータリ圧縮機２００は、密閉容器２５内に、永久磁石埋込型電動機５０（電動要素）と、圧縮要素３０とを備えている。図示はしないが、密閉容器２５の底部に、圧縮要素３０の各摺動部を潤滑する冷凍機油が貯留されている。

圧縮要素３０は、主な要素として、上下積層状態に設けられたシリンダ２０と、電動機により回転する回転軸１１と、回転軸１１に嵌挿されるピストン２１と、シリンダ２０内を吸入側と圧縮側に分けるベーン（図示せず）と、回転軸１１が回転自在に嵌挿され、シリンダ２０の軸方向端面を閉塞する上下一対の上部フレーム２２ａ及び下部フレーム２２ｂと、上部フレーム２２ａ及び下部フレーム２２ｂにそれぞれ装着されたマフラ２４ａ及び２４ｂとを含んでいる。

永久磁石埋込型電動機５０の固定子１は、密閉容器２５に焼嵌または溶接等の方法により直接取り付けられ保持されている。固定子１のコイル４には、密閉容器２５に固定されるガラス端子２６から電力が供給される。

回転子１００は、固定子１の内径側に設けた空隙を介して配置されており、回転子１００の中心部の回転軸１１を介してシリンダロータリ圧縮機２００の下部に設けた圧縮要素３０の軸受け部（上部フレーム２２ａ及び下部フレーム２２ｂ）により回転自在な状態で保持されている。

次に、かかるシリンダロータリ圧縮機２００の動作について説明する。アキュムレータ４１から供給された冷媒ガスは、密閉容器２５に固定された吸入パイプ２８よりシリンダ２０内へ吸入される。インバータの通電によって永久磁石埋込型電動機５０が回転されていることで、回転軸１１に嵌合されたピストン２１がシリンダ２０内で回転される。それにより、シリンダ２０内では冷媒の圧縮が行われる。圧縮された高温の冷媒は、マフラ２４ａ及び２４ｂを経た後、永久磁石埋込型電動機５０の風穴等を通って密閉容器２５内を上昇する。このようにして、圧縮された冷媒が、密閉容器２５に設けられた吐出パイプ２９を通って冷凍サイクルの高圧側へと供給される。

尚、シリンダロータリ圧縮機２００の冷媒には、従来からあるＲ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ２２等が用いられているが、低ＧＷＰ（地球温暖化係数）の冷媒等などいかなる冷媒も適用できる。地球温暖化防止の観点からは、低ＧＷＰ冷媒が望まれている。低ＧＷＰ冷媒の代表例として、以下の冷媒がある。

（１）組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素：例えば、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ（ＣＦ３ＣＦ＝ＣＨ２）である。ＨＦＯは、Ｈｙｄｒｏ−Ｆｌｕｏｒｏ−Ｏｌｅｆｉｎの略で、Ｏｌｅｆｉｎは、二重結合を一つ持つ不飽和炭化水素のことである。尚、ＨＦＯ−１２３４ｙｆのＧＷＰは４である。
（２）組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素：例えば、Ｒ１２７０（プロピレン）である。尚、ＧＷＰは３で、ＨＦＯ−１２３４ｙｆより小さいが、可燃性はＨＦＯ−１２３４ｙｆより大きい。
（３）組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素または組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素の少なくともいずれかを含む混合物：例えば、ＨＦＯ−１２３４ｙｆとＲ３２との混合物等である。ＨＦＯ−１２３４ｙｆは、低圧冷媒のため圧損が大きくなり、冷凍サイクル（特に、蒸発器において）の性能が低下しやすい。そのため、ＨＦＯ−１２３４ｙｆより高圧冷媒であるＲ３２又はＲ４１等との混合物が実用上は有力になる。

上記低ＧＷＰ冷媒の内、Ｒ３２冷媒については、毒性がなく、強燃性でないことから、特に注目されている。また、シリンダロータリ圧縮機２００にＲ３２冷媒を用いた場合、従来から用いられているＲ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ２２等と比べ、シリンダロータリ圧縮機２００の内部温度が約２０℃以上高くなるという特性を有する。

シリンダロータリ圧縮機２００の内部の温度は、圧縮負荷状態（回転速度、圧縮負荷トルク、冷媒）によって異なり、温度が安定した定常状態においては、特に回転速度に対して依存性が高くなっている。例えば、Ｒ４１０冷媒を使用したときの回転速度に対するシリンダロータリ圧縮機内部の温度上昇は、低速運転の５０〜６０℃に対し、中速運転では７０〜８０℃、高速運転では９０〜１１０℃となり、シリンダロータリ圧縮機２００の回転速度が大きくなるにしたがい、シリンダロータリ圧縮機２００の内部の温度が上昇するという特性を示す。Ｒ３２冷媒を用いた場合は、Ｒ４１０Ａ冷媒に対し、シリンダロータリ圧縮機２００内の温度が更に２０℃程度上昇することとなる。

以上に構成されたシリンダロータリ圧縮機においては、減磁耐力の大きい永久磁石埋込型電動機を用いているため、圧縮機の温度上昇によってＪ保磁力が低下した場合であっても、磁石の減磁が発生しない信頼性の高い圧縮機を提供できるという効果を奏する。また、シリンダロータリ圧縮機の高温雰囲気中で永久磁石埋込型電動機を動作させた場合であっても、希土類磁石に添加するＤｙの使用量を低減して低コスト化を図りつつ、磁石の残留磁束密度を増加させて、電動機のトルクを増加することができるので、高効率な圧縮機を提供することが可能となる。

なお、本発明の実施の形態は、本発明の内容の一例を示すものであり、更なる別の公知技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能である。

１ 固定子、１０ 反磁界逃がし、１２，１１２ 回転子鉄心、１３，１１３ 磁石収容孔、１３ａ，１１３ａ 外側画定ライン、１３ｂ 内側画定ライン、１４ 永久磁石、２５ 密閉容器、５０ 永久磁石埋込型電動機、１００ 回転子、２００ シリンダロータリ圧縮機。

Claims (8)

1. 回転子と、
   空隙を隔てて前記回転子と対向するように設置された固定子と、
   前記回転子の回転子鉄心に形成された複数の磁石収容孔それぞれに挿入された複数の永久磁石とを備え、
   前記磁石収容孔それぞれの外側画定ラインの両端には、一対の微小突起部と、一対の大突起部と、一対の反磁界逃がしとが形成されており、
   前記永久磁石はそれぞれ、対応する一対の微小突起部に挟まれるように配置されており、
   前記微小突起部はそれぞれ、径方向内側に向かって突出して、前記磁石収容孔に挿入された前記永久磁石の対応する端面と面接触し、
   前記大突起部はそれぞれ、対応する前記微小突起部よりも外側に設けられ、前記磁石収容孔の内側画定ライン側に延びており、
   前記大突起部及び前記微小突起部は、該大突起部の高さ寸法Ｔａ、該微小突起部の高さ寸法Ｔｂとしたとき、Ｔｂ＜Ｔａとなるように構成されている、
   永久磁石埋込型電動機。
2. 前記微小突起部と前記大突起部とは連続して連なる一体構造である、
   請求項１の永久磁石埋込型電動機。
3. 前記微小突起部と前記大突起部とは二段構造である、
   請求項１又は２の永久磁石埋込型電動機。
4. 前記大突起部及び前記微小突起部は、該大突起部の磁石長手方向でいう幅をＷａ、該微小突起部の磁石長手方向でいう幅をＷｂとしたとき、Ｗａ＜Ｗｂとなるように構成される、
   請求項１〜３の何れか一項の永久磁石埋込型電動機。
5. 前記微小突起部と前記大突起部とは連続して連なる一体構造であり、
   前記微小突起部と前記大突起部との一体構造の外形のラインは、側面と、第１傾斜ラインと、第２傾斜ラインと、最突起端部とによって形成されており、
   前記第１傾斜ラインは、極中心側から極間側へ向かうにつれ、高さ寸法が徐々に大きくなる向きに傾いている、
   請求項１又は２の永久磁石埋込型電動機。
6. 前記磁石収容孔における前記微小突起部の内側には、該微小突起部と隣接して径方向外側に凸となる断面輪郭で構成された反磁界逃がし穴が設けられている、
   請求項１〜５の何れか一項の永久磁石埋込型電動機。
7. 前記永久磁石は、常温における残留磁束密度が１．２Ｔ以上、常温におけるＪ保磁力が２３ｋＯｅ未満のＮｄ・Ｆｅ・Ｂ系の希土類磁石である、
   請求項１〜６の何れか一項の永久磁石埋込型電動機。
8. 密閉容器内に、電動機と、圧縮要素とを備えた圧縮機であって、
   前記電動機は、請求項１〜７の何れか一項の永久磁石埋込型電動機である、
   圧縮機。

Images